溶藻细菌FS1的溶藻效果与机制初探

近年来,由水体富营养化引发的蓝藻水华频繁暴发,对水体生态系统平衡产生了重大影响,给人类健康也带来严重威胁。生物法除藻具有高效性、环境友好等优点,因此,如果能获得具有较高溶藻效率的溶藻细菌,选择生物法除藻更为理想。从菏泽一富营养化池塘分离得到1株溶藻细菌FS1,经16S rDNA测序分析鉴定为芽胞杆菌属。实验以铜绿微囊藻为研究对象,采用血球计数板法计算反应前后藻细胞的浓度,对不同生长阶段溶藻细菌FS1的溶藻效果进行了探究。停滞期、对数期、稳定期和衰亡期的除藻率分别为7.1%、24.3%、57.0%和45.5%,结果表明,处于稳定期的FS1对铜绿微囊藻的去除效果最佳。细菌溶藻方式的研究结果表明,溶藻细菌是通过分泌溶藻物质间接溶解藻细胞。     

武汉城市圈生态网络鲁棒性模拟及稳定性分析

生态网络在不同破坏程度或干扰强度下呈现出不同的鲁棒性,势必造成区域生态系统的稳定性风险。基于武汉城市圈生态网络的构建与识别,建立节点和廊道的重要性评价体系,运用鲁棒模型模拟随机干扰情景下的鲁棒性变化评价生态网络的稳定性特征。结果表明:基于复杂网络理论对武汉城市圈生态网络进行拓扑网络提取,共生成117个节点和189条连接线,重要性等级较高的节点占23.9%,主要分布在研究区中北部区域,重要性较低的节点占节点总数的51.3%,主要分布在研究区的西北和东南地区;采用重力模型判别生态廊道重要性,得到17条重要廊道,28条一般廊道,重要廊道对生态网络的连通性和稳定性具有极大影响;节点数量和重要度对网络的稳定性具有显著影响,当节点失效率低于50%时,生态网络稳定性变化较小,整体处于较高的稳定性;当节点失效率在50%—85%时,生态网络极其不稳定;当节点失效比率达到85%时,生态网络开始瘫痪;依据生态节点和廊道的重要性以及模拟结果,分别提出生态节点保护和廊道建设的差异化管理策略。     

青藏高原高寒生态区生态系统脆弱性时空变化及驱动机制分析

全球气候变化和人类活动胁迫下, 青藏高原高寒生态区的脆弱生态系统正在发生深刻变化。研究在充分考虑研究区生态环境本底特征(高寒、冻融侵蚀、盐渍化、水力侵蚀强烈)的基础上, 引入了极端气候事件因子(极端高温、极端低温、极端降水)和人类活动干扰因子构建了青藏高原高寒区生态系统脆弱性评价体系, 进而对研究区近13 年的生态系统脆弱性时空变化格局及其驱动机制进行了分析。研究结果表明: 青藏高原高寒生态区的生态系统脆弱性总体上属于中度脆弱状态, 其空间分布格局自东南向西北呈现递增趋势; 2000-2013 年, 青藏高原高寒生态区总体的生态系统脆弱性表现为先增加后减小的趋势; 生态系统脆弱性时空变化分异格局与地形、气候(气温、降水等)、人口密度存在显著地相关性。相关研究成果可以为青藏高原脆弱生态环境的保护和修复提供决策支持。     

黄土高原雨水集聚深层入渗(RWCI)系统下山地果园土壤水分时空变异特征

水资源短缺是影响黄土高原雨养农业发展的关键性因素,雨水资源开发是缓解该地区水资源短缺的有效措施.本研究利用管式 TDR 系统监测21年红富士老果园0～300 cm土层土壤含水率变化,分析了雨水集聚深层入渗(RWCI)系统下黄土高原旱作山地果园土壤水分时空分布特征.结果表明: RWCI系统能够显著增加果园土壤含水率,特别是40～80 cm土层(土壤含水率低值区)土壤含水率,在该区域,不同设计深度(40、60和80 cm)RWCI处理(RWCI₄₀、RWCI₆₀和RWCI₈₀)年均土壤含水率分别较鱼鳞坑(CK)处理提高75.3%、85.4%和62.4%,分别较裸露坡地(BS)处理提高39.2%、47.2%和29.1%.RWCI₄₀、RWCI₆₀和RWCI₈₀处理土壤水分入渗最大深度分别为80、120和180 cm,显著深于CK处理(60 cm),其中土壤水分变化幅度最大的土层分别主要发生在0～60、0～100和0～120 cm.在果树整个生育期内,RWCI处理土壤平均含水率(0～300 cm)以RWCI₈₀处理最大,其次是RWCI₄₀和RWCI₆₀处理.总体来看,RWCI系统是黄土高原实现雨水资源化和农业高效用水的有效措施.     

珍稀濒危物种堇叶紫金牛高效快繁体系的建立

筛选堇叶紫金牛(Ardisia violacea)野生优株,以其当年新发带休眠腋芽茎段为外植体,通过启动培养、丛生芽诱导增殖、壮苗培养、生根培养和炼苗移栽等过程建立其组培快繁技术体系。研究结果表明,最佳启动培养基为MS+0.80 mg·L~(–1)KT+0.10 mg·L~(–1) NAA+0.10 mg·L~(–1) IBA,腋芽萌发率达92.60%;最佳丛生芽诱导增殖培养基为MS1+0.50 mg·L~(–1) TDZ+0.10mg·L~(–1) NAA,平均增殖系数达8.60;最佳壮苗培养基为MS+1.00 mg·L~(–1) KT+0.50 mg·L~(–1) NAA;最佳生根培养基为1/2MS+2.00 mg·L~(–1) IBA+1.00 mg·L~(–1) NAA+1.00 mg·L~(–1) AC,平均生根率达98.70%;采用松鳞和泥炭(2:1,v/v)作为炼苗基质,炼苗成活率可达85.30%。实验成功建立了堇叶紫金牛高效组培快繁技术体系,经验证该体系能够满足规模化生产的需求。     

核磁共振技术在土壤-植物-大气连续体研究中的应用

植物体内的水分状态与传输过程是土壤-植物-大气连续体(SPAC)水分传输理论的核心内容,也是研究植物水分利用与调控的基础.植物体内水分的传输过程受外界环境影响较大,植物需要通过对体内水分状态的适当调整来适应环境变化和维持自身的生长发育.由于蒸发通量、压力室、高压流速仪、热脉冲等传统检测方法往往会对植株造成破坏和损伤,因此难以准确反映和定量描述植物体内水分传输的真实过程.核磁共振技术(NMR)由于其无损、非侵入的特点,在植物水分分布和传输相关研究中日益得到关注.本文概述了NMR在检测植物体内水分分布、传输以及含量测定等方面的研究进展,还分析了目前NMR技术在SPAC系统研究中存在的问题及可能的解决方法,并指出NMR技术将来可能在植物水分生理、植物与环境互作以及水分代谢等相关研究领域的应用.NMR技术在SPAC系统研究中的应用在我国仍处于初级阶段,开发户外便携式、开放式检测仪器是NMR技术在SPAC研究领域进一步应用和推广的关键所在.     

浙江省商品竹林土壤有机农药污染评价

选取浙江省主要产竹区4县(市)商品竹林27个样地,对土壤主要有机农药残留进行检测分析.结果表明:残留的有机农药种类为有机氯(organochlorine pesticides,OCP)、有机磷(organophosphorus pesticides,OPP)和拟除虫菊农药(pyrethroid,PY),未检测出氨基甲酸酯类农药残留.有机氯农药残留种类为HCH、DDT、百菌清、五氯硝基苯、三氯杀螨醇,其中,HCH、DDT检出率分别为100%和70.37%.有机磷农药残留种类为甲基对硫磷、对硫磷、甲胺磷和乐果,其中,甲基对硫磷检出率96.30%.拟除虫菊酯类农药残留种类为氯氰菊酯、顺-氰戊菊酯,检出率分别为18.52%和62.90%;顺-氰戊菊酯残留量达1 227.14μg·kg-1,其他种类农药残留量低于150 μg·kg-1;这说明,试验取样区商品竹林土壤普遍存在有机农药污染:有机氯、有机磷残留量较低,拟除虫菊酯类农药残留较高.竹林经营类型、经营水平、土地利用方式对竹林土壤有机农药残留有一定的影响,集约经营竹林显著高于粗放经营竹林,笋用竹林较毛竹笋材两用林高,山地竹林较原农业耕作地改种为竹林的低.     

-P动态变化的影响

通过对河北栾城农业生态站潮土和吉林白城淡黑钙土2种质地不同的土壤施用不同剂量磷肥,在25 ℃恒温条件下好气培养,培养期的第1、3、10、30和60天采集土样,测定土壤Olsen-P和CaCl₂-P含量的动态变化,研究了磷肥施入土壤引起农业磷面源污染的可能性。利用Heckrath分段回归模型,分别对培养60 d后2种土壤Olsen-P、CaCl₂-P含量进行拟合,得到土壤环境敏感磷临界点对应的土壤Olsen-P含量,以此证明土壤固磷能力。结果表明：当施磷量超过400 kg·hm^-2时,2种土壤Olsen-P和CaCl₂-P含量均显著增加,并且2种土壤在相同条件下培养后,同一处理的各组分有效磷的变化规律并不相同,说明当施磷量超过400 kg·hm^-2,2种土壤磷流失的可能性均增加,并且不同类型土壤,磷流失能力也不同;培养60 d后拟合得到的栾城和白城土壤环境敏感磷临界点对应的土壤Olsen-P含量分别为88.9和142.5 mg·kg^-1,表明白城土壤固磷能力明显高于栾城土壤。     

土体干缩裂缝研究进展

土体干缩裂缝的形成和发展是一个复杂的物理过程,会对土体的强度、稳定性和渗透性等产生影响,其影响范围广泛分布于土壤学、农业、工程地质和环境保护等学科.本文在明确土体干缩裂缝研究重要性的基础上,通过收集整理国内外有关土体干缩裂缝研究的既有文献资料,综述了土体干缩裂缝的理论研究、实用性研究以及裂缝形态定量分析研究,分析和讨论了土体干缩裂缝在研究领域、研究内容和研究方法方面的不足之处,并指出土体干缩裂缝的未来发展方向.     

小兴安岭7种典型林型林分生物量碳密度与固碳能力

森林生物碳储量作为森林生态系统碳库的重要组成部分, 在全球碳循环中发挥着重要作用。以小兴安岭7种典型林型为研究对象, 通过外业样地调查与室内实验分析相结合的方法, 从林分尺度对林分生物量与碳密度进行计量, 分析了林分生物碳储量的空间分配格局, 并对林分年固碳能力与碳汇潜力进行了探讨。结果表明: 小兴安岭不同林型从幼龄林到成熟林的乔木层碳密度增长速率为: 蒙古栎(Quercus mongolica)林>兴安落叶松(Larix gmelinii)林>云冷杉(Picea-Abies)林>樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)林>山杨(Populus davidiana)林>红松(Pinus koraiensis)林>白桦(Betula platyphylla)林。7种典型林型不同龄组(幼龄林、中龄林、近熟林和成熟林)林分生物量碳密度分别为: 红松林31.4、74.7、118.4和130.2 t·hm^-2; 兴安落叶松林28.9、44.3、74.2和113.3 t·hm^-2; 樟子松林22.8、52.0、71.1和92.6 t·hm^-2; 云冷杉林23.1、44.1、77.6和130.3 t·hm^-2; 白桦林18.8、35.3、66.6和88.5 t·hm^-2; 蒙古栎林25.0、20.0、47.5和68.9 t·hm^-2; 山杨林19.8、28.7、43.7和76.6 t·hm^-2。红松林、兴安落叶松林、樟子松林和蒙古栎林在幼龄林时林分年固碳量较高, 其他林型在成熟林时林分年固碳量较高。7种典型林型不同龄组的林分生物量碳密度均随林龄增长而增加, 但不同林型的碳汇功能存在差异, 同一林型不同林龄的生物量碳密度增幅差异也较大。林分年固碳量在0.4-2.8 t·hm^-2之间, 碳汇能力较强、碳汇潜力较大。尤其是小兴安岭目前林分质量较差, 幼龄林和中龄林所占的比重较大, 具有较大的碳汇潜力。研究结果可为森林经营管理及碳汇功能评价提供参考。